傳統技術的末日
2012年10月28日至30日,一個命名為“桑迪(Sandy)”的颶風在肆虐了加勒比諸島國,并造成巨大傷亡損失之后,又橫掃了美國的東海岸,導致美國東部地區大面積遭遇末日般的狂風暴雨、暴雪和洪澇災害,引發了大范圍的停電、斷水、通訊和交通中斷,一些地區發生的火災焚毀了數百棟房屋,交通事故此起彼伏,2萬架次航班被取消。全美17個州820萬戶被困在家中的居民蒙受斷電之苦,影響范圍波及美國5000多萬人口。“桑迪”毀壞了大量公共設施、民房、建筑,使得數十萬人無家可歸,113人死于非命,損失超過500億美元,成為美國歷史上影響最大的“世界末日”般的自然災害。
災難毀壞了紐約、新澤西地區的電力系統,數以百萬的家庭供電中斷。由于電力中斷造成電動水泵驅動的排水系統無法工作,紐約的地鐵、通往外部的隧道和無數建筑的地下室都被洪水灌滿。被困在曼哈頓高樓大廈中的紐約人被斷電、斷水、斷暖、斷炊、斷電梯,上上不去,下下不來;澡沒法洗,廁所沒法沖,甚至飲水都成了問題;電視看不見,電腦不能工作,手機、IPAD沒法充電,斷電使手機及無線網絡無法正常使用,人們一夜之間回到了無電原始社會。被“桑迪”摧毀的電力系統遲遲無法恢復,住在紐約長島的4.5萬用戶在風暴過去15天后,仍生活在無電可用的環境之中。憤怒之極的民眾在電力公司門前抗議,而電力公司抱怨由于電價低,投資不足,電網過于陳舊。但是,人們在質疑,按照目前的電網模式,即便增加投資,在這樣的災難之中能夠保障電力供應嗎?
事實上,并非所有住在美國東海岸的人們都陷入無電的尷尬,在紐約、新澤西地區那些擁有分布式能源系統的建筑、學校、酒店、居民區,甚至家庭,都沒有陷入無電可用的境地。埋在地下的天然氣管網始終保障著供氣,而依靠天然氣的分布式能源裝置也始終保障著用戶的電力、熱力供應。在曼哈頓,人們不得不排隊等待在擁有分布式能源供電的酒店租到一個房間,等著進去洗澡、充電、看電視,享受人間的現代生活。
被描述為世界末日的2012年12月21日“冬至”,在瑪雅人的歷法上其實是一個新時代的開啟。據瑪雅長老們解釋,瑪雅的歷法由公元前3114年開始,5125年為一個長周期,每394年一個輪回,現在已經過了13個輪回,結束時間為2012年12月21日,并非指這一時間是世界的末日,而是一個新的長周期和輪回的開始。也就是說,人類將開啟一個新的紀元。那些依附于天然氣管網系統的燃氣分布式能源系統在災后黑暗中的北美東海岸就像星星之火,為人類能源的利用方式帶來了新的時代。如果說,火創造了人類的文明,能源技術推動了人類的社會進步,那么新的能源技術自然將為人類開啟一個新的時代。
分布式能源在美國的成功業績,在4個月前的印度大停電中也曾凸顯。2012年7月30日,印度當地時間凌晨2時30分,由于天氣炎熱居民大量使用空調、農民大量偷電灌溉、各邦電力公司肆無忌憚地超負荷用電,造成北方電網出現大范圍崩潰。北方電網包括首都新德里在內的9個邦,占印度全國負荷18%的3567萬千瓦的負荷停電。超過3.7億人在酷暑中被驚醒,在黑暗悶熱中不知所措。一個個陷入癱瘓的城市中路燈、紅綠燈熄滅,鐵路交通中斷,地鐵停運,電梯無法運行,供水系統癱瘓,加油站無法工作,居民被迫在盛夏酷暑中忍受沒有電扇、空調、冰箱和水的煎熬,并因為電視、廣播和互聯網中斷而陷入末日般的恐慌……
印度停電是家常便飯,印度的電力公司應對停電也比美國更有效率。7月30日清晨經過印度電力部門的積極搶修,已經恢復了60%的供電;下午1點,70%的停電用戶恢復了供電,并在首都新德里全面恢復了供電;下午4點半,恢復了85%的供電;隨后95%電力用戶也都陸續恢復了供電。然而,在印度北部電網恢復供電數小時后, 7月31日下午13點05分,包括首都新德里在內的被同步交流電網緊緊綁在一起的印度北部電網、東部電網和東北電網像是多米諾骨牌一樣接踵崩潰,全國28個邦中有20個邦再次無電可用。6.7億人口受到了停電影響,成為人類有史以來影響人口最多的一次電力系統事故。
在這次大停電中,同樣也是那些擁有分布式能源的用戶沒有受到影響,其中最著名的就是“DLF數碼城”。DLF公司是印度最大的房地產商,該公司在印度德里機場附近哈里亞拉邦葛岡鎮開發建設了一個占地面積超過12 平方公里的現代化“私營城市”。其中的“DLF數碼城”是其中一個基于諸多標志性建筑和具有未來形態基礎設施系統的典范城區,為微軟、諾基亞、愛立信、渣打銀行等世界五百強企業,以及為印度的軟件和信息服務企業提供了總建筑面積超過180 萬平方米的現代化建筑群。
印度的電網公司與中國一樣不僅要向用戶征收巨額的電力系統配套費用,還無法承諾保障供電質量和供電的可靠性,甚至連建設工期也難以保障。
這迫使DLF異想天開地在區內十多幢頂級高樓的地下室內安裝了互聯網式的分布式能源系統,使全部12 幢建筑都依靠該系統供電、制冷和供應生活熱水。
這一互聯網式的分布式能源系統由安裝在不同樓宇中的59臺發電機組形成了186MW的供電能力,每臺機組平均容量僅3.15MW;并利用發電機余熱為所有12棟建筑提供了275MW的空調負荷。
中國的遠大公司為該系統提供了33臺余熱吸收式制冷機組,形成了相當于每建筑平米103W供電負荷和153W的供冷負荷,100%滿足了建筑內大量計算機消耗的電力和冷卻及空調的需求。為保障該分布式能源系統安全可靠、高效運行,他們采用了智能電網技術和智能冷網技術,采用了互聯網服務器式的陣列式機組布置模式,使用多套小容量機組平行供電,并將全部余熱回收梯級利用,將系統能效提高到85%。該系統依靠從卡塔爾進口的液化天然氣,通過天然氣管網躉售,并使用液化天然氣備用調峰,使自己的能源系統完全獨立于電網之外運行。在環保上大幅度減少了燃煤發電生成的粉塵、二氧化硫、氮氧化物和MP2.5,每年凈減少 3.6萬噸二氧化碳排放,相當于種了 190 萬棵大樹。而全部投資可以在2~3年內收回。
在印度和美國大停電之后,全世界從事能源戰略的研究者都越來越清晰了一個方向,未來的能源系統應該是DLF模式扁平化的互聯網系統,而不是
傳統規模經濟結構的金字塔系統。
兩條能源戰略主線
美國和印度的尷尬早已被預料到的,早在2001年初,我們和中國科學院徐建中院士就已經清晰描述了信息時代能源系統的形態。它將是一個互聯網式的能源系統,——以清潔的天然氣分布式能源為主,以分布式的可再生能源,以及分布在用戶端的各種資源綜合利用熱電設施為輔,通過信息化的電網、天然氣管網、熱力管網和供冷管網將它們彼此連接,結合蓄能儲能,相互補充,相互平衡,相互保障,將能源的利用效率大幅度提升,將污染和溫室氣體排放降至最低,在經濟可行的前提下,最大限度提高能源的自保能力和能源安全,實現能源的可持續發展。我們將其稱為“第二代能源系統”。
人類將從傳統的大型金字塔式能源系統,走向扁平化的互聯網式的能源系統。
為什么叫“第二代能源系統”?今天的能源模式是在1870年第二次工業革命之后形成的。第二次工業革命的科學技術突破主要表現在三個方面,即電力的廣泛應用、內燃機和新交通工具的出現、新通訊技術的發明。而這一時期的工業系統主要是不斷追求“規模效益”,將城市、企業、工廠、發電設施與電網等等越建越大,將社會化的生產規模發展到極致,主要依賴那些集中的資源,如煤炭、石油等。這種追求規模的經濟模式同時也帶來了巨大的代價。日益嚴重的環境污染與溫室氣體效應;地緣政治沖突與爭奪資源的殺戮;壟斷與社會的不公;貧富差別與腐敗……
直到互聯網革命的成功,以及天然氣分布式能源(當時被稱為CHP—熱電聯產)在上世紀七十年代能源危機之后得以普及,人類突然意識到時代即將發生變化,我們不必再遵循“規模效益”這一金科玉律。信息技術的突破使我們完全有可能根據經濟、資源、環境和需求的實際效益因地制宜地確定規模,人類可以向互聯網一樣創造一個廣泛參與的,由各種能源共同組成的,相互補充,以用滿足用戶需求為核心的新型的能源系統——第二代能源系統,也就是信息時代的能源系統。
11年后的今天,美國未來學家杰里米·里夫金著書《第三次工業革命》中是如此描繪的:“數億計的人們將在自己家里、辦公室里、工廠里生產出自己的綠色能源,并在‘能源互聯網’上與大家分享,這就好像現在我們在網上發布、分享消息一樣。能源民主化將從根本上重塑人際關系,它將影響我們如何做生意、如何管理社會、如何教育子女和如何去生活。
“第二次工業革命已經日薄西山,工業排放的二氧化碳正在威脅世界上所有生物的生存,這些是愈發明顯的事實。我們的當務之急應該是對未來的經濟模式進行大膽的描述,以指引我們進入可持續發展的后碳時代。”
“縱觀人類歷史,新型的通訊技術與能源體系交匯之際,正是經濟革命發生之時。現在,互聯網技術與可再生能源即將融合,并為第三次工業革命奠定一個堅實的基礎。這一革命無疑將改變整個世界。”
分布式能源和智能電網是里夫金憧憬的第三次工業革命的能源系統的核心,而他更加注重的是可再生能源,這是他認為的戰略主線。然而,他是一個未來學家而不是一個能源科學家,所以他忽略了一個重要的問題,世界上沒有一種能源的使用是沒有代價的,可再生能源同樣如此,區別只是有的代價你不知道,或你目前還可以忍受。美國最近突然興起的非常規油氣革命,正實實在在地形成了人類另一條能源戰略主線。
非常規油氣的頁巖氣開發的大突破,被世界形容為“一場靜悄悄的革命”。古地質沉積形成的頁巖層貫穿存在于從古生代5.7億至5.05億年前的寒武紀,一直到中生代1.45億至6550萬年前的白堊紀之間的各個歷史年代,遍布在整個大陸和海洋的地殼之中,資源總量達到數千萬億立方米。而聚集在深海之中的可燃冰——天然氣水合物的數量更是多得驚人,地球上已知的天然氣資源足以維系人類數百年的文明。天然氣不含硫、氮等污染物質,分子結構中只有一個碳原子,是最清潔低碳的碳氫化合物,也是最高效、靈活、經濟的能源。人類的能源不可能超越天然氣時代,而靈活的天然氣被大規模利用,可以大幅度增加人類使用可再生能源的比例,況且事實上天然氣主要成分的甲烷也是一種可再生的能源資源。天然氣只有一個碳原子,產生溫室氣體最少,溫室氣體并非完全有害,沒有溫室氣體地球上的高等級生物,其中也包括人類,將無法生存。現在的問題是溫室氣體排放過量,而人類轉向天然氣時代,這一問題將會逐步達到平衡與和諧。
美國在頁巖氣革命的推進下,正在快速恢復制造業,推動美國實行一次“再工業化革命”。低廉的天然氣不僅壓低了油價,替代了煤炭和石油,還大幅度降低了運輸和多種化工與金屬原料的成本,基本抵消了中國、印度廉價勞動力的優勢。頁巖氣在美國吸引了全球大量投資,增加了150萬美國人的新就業和政府財政稅收的增加,幫助美國逐步擺脫經濟危機。
美國的能源戰略經過2008年金融危機之后已經越發清晰,依靠頁巖氣革命增加天然氣供應,通過發展分布式能源和天然氣交通,直接替代煤炭和石油,以天然氣分布式能源為核心組成微電網,更多地容納各種間斷而不穩定的可再生能源,將這些微電網與用戶互動,在將微電網彼此連接成為智能電網,并將智能技術進一步延展到天然氣、供熱、供冷、供水、排水系統。通過技術優勢降低能源消耗和成本,保持美國發展先進制造業的競爭力,并通過智能化維持信息技術的戰略優勢和戰略遏制能力。
能源共產主義
國家電網公司2012年10月26日,在北京發布了《關于做好分布式光伏發電并網服務工作的意見》,破天荒地接納了分布式能源的發電并網。在國務院領導和各部委的督促下,國網終于放棄了堅持長達12年對分布式發電并網消極抵制的態度。劉振亞總經理對分布式光伏發電并網明確了“歡迎、支持、服務”的態度,國網實現了一次歷史性地超越。中國期待著國家電網將這一態度進一步延伸到天然氣分布式能源中去,放棄狹隘的集團利益,從整個中華民族偉大復興的層面認識問題,從建設“美麗中國”的高度去看待問題。
新當選的習近平總書記在十八屆中共中央政治局第一次集體學習時的講話中說:“堅定理想信念,堅守共產黨人的精神追求,始終是共產黨人安身立命的根本。理想信念就是共產黨人精神上的‘鈣’,沒有理想信念,理想信念不堅定,精神上就會‘缺鈣’,就會得‘軟骨病’。現實生活中,一些黨員、干部出這樣那樣的問題,說到底是信仰迷茫、精神迷失。”
人類信息技術革命正在通過新一輪的“云計算革命”,將人們帶入了一個“各盡所能,按需分配”的“信息共產主義”的新境界。過去需要通過一部超級計算機完成的技術存儲,后來可以通過無數分布在用戶端的PC來實現,而今天可以通過人們在互聯網中云一樣的計算和存儲資源來完成,并服務于所有的人。人們無償貢獻了自己在互聯網上的資源,又彼此分享這些資源帶來的效益。或許與馬克思當年設想的途徑不同,信息技術革命再次將人類的文明引向了曾經無數人為之前赴后繼的共產主義精神的方向。
里夫金說:“能源民主化將從根本上重塑人際關系,它將影響我們如何做生意、如何管理社會、如何教育子女和如何去生活。”人類將能源供應和提供清潔能源的權利交還給人們,讓每一個企業、每一個家庭、每一個個人都能夠平等參與清潔能源的生產的“能源民主化”將如何重塑人與人之間的關系?如何改變社會管理的機制?如何影響我們的未來?
能源民主,能源自由,能源獨立,是一種人類公民意識層面的進步趨勢,是一種權利,也是一種責任和義務。人們只有擁有了參與清潔能源供應的民主權利,才有可能主動承擔節能減排的責任和義務,才會將生態意識變為一種文明。新能源,新文化,新理念,新責任,這是我們通過參與來建立現代公民意識,培育現代公民社會必不可少的一步。
能源獨立不僅有國家層面的能源安全意義,更有基于每一個人的能源獨立意識,這是推進生態文明意識的升華。能源獨立并非中國小農經濟式的自給自足,而更像互聯網時代的信息獨立。讓一個個具有獨立意識的個體彼此互聯,取長補短,相互完善。
就像人們說的,沒有獨立人格的公民,沒有公民去積極共同承擔社會進步的責任,就沒現代公民社會,也就不可能有中國特色的社會主義。建設美麗中國,首先需要培育美麗公民。
人們在研究德國和日本人使用太陽能屋頂電源時,發現絕大多數家庭的投資是不可能回收的,實際上與經濟效益本身沒有直接的因果關系,更多地是人們環保覺悟提升。即便給予補貼,購買混合動力汽車的人所節省的油費,根本不可能彌補他們為這一技術多花的錢,但是,為什么還會有那么多人購買?其實,背后也主要是因為一種“覺悟”的升華,這就是“生態文明”意識的升華。而在他們的行為中,也暗含了人類本性中的社會主義意識和共產主義精神,也正是我們前赴后繼幾代人追求的境界,也是我們中國特色社會主義理論的重要內涵。
如果每一個企業、家庭都能夠擁有自己的發電設施,通過智能電網彼此聯系,相互調節、相互保障,相互協作,必將通過能源技術的互聯逐步實現能源的共產主義,這是全世界科學家正在意識到的一個技術大趨勢。所以,我們要 “道路自信、理論自信、制度自信。”
發展分布式能源就是解放生產力,就是讓廣大人民群眾擁有參加節能減排,增加清潔能源供應,回收利用各種廢棄能源資源,進行科學發展和技術創新,建設生態文明的權利。其意義與共產黨人當年解放新中國時讓廣大貧苦農民重新擁有土地;改革開放時讓農民包產到戶同出一轍。習近平總書記說:“中國特色社會主義是億萬人民自己的事業,所以必須發揮人民主人翁精神,更好保證人民當家作主”。這一講話精神實際上是繼承和發展了毛澤東的思想。
1934年中央革命根據地在第五次反“圍剿”戰爭慘遭失敗,共產黨岌岌可危,毛主席說:“革命戰爭是群眾的戰爭,只有動員群眾才能進行戰爭,只有依靠群眾才能進行戰爭。”后來共產黨人就是靠人民群眾的支持一路走來奪取了全中國;1955年中國開始了第一個“五年計劃”,國家經濟積貧積弱,毛主席說“人民群眾有無限的創造力。他們可以組織起來,向一切可以發揮自己力量的地方和部門進軍,向生產的深度和廣度進軍,替自己創造日益增多的福利事業。” 共產黨人又是靠人民群眾,在一片戰爭廢墟上將“新中國”建設了起來。經過文革劫難的中國,滿目瘡痍,鄧小平再次復出,以恢復高考和改革開放,煥發了大多數人的學習、生產積極性使中國走向了30多年的調整經濟增長,難道今天我們要建立“美麗中國”,建設生態文明,能夠不再次依賴廣大人們群眾的支持?而我們不賦予他們參與的權利,又如何能調動他們的積極性?中國生態文明建設的關鍵是能源結構的調整和能源利用方式的根本轉變。中國有著豐富的常規和非常規天然氣資源,這些資源足以支撐中國轉型到天然氣和可再生能源為主的清潔能源新時代,而科學利用這些資源是重中之重。任何一個利益集團,任何一個企業,任何一個個人,都應該成為“生態文明”建設的促進派,而不是絆腳石,更不應該將自己背離人類文明趨勢的錯誤認識強加給我們的國家和民族,應該知迷而返。“一個政黨,一個政權,其前途和命運最終取決于人心向背。”企業更是如此。
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責任編輯: 曹吉生